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Fotónica Aplicada a la Informática (FAI)

Tema 6: Emisores de luz: láseres y LEDs

LÁSER = Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation
PROYECTO DOCENTE
Objetivos
Contenidos
    1. Introducción.

    2. Absorción y emisión de luz.

      1. Absorción.

      2. Emisión espontánea.

      3. Emisión estimulada.

    3. Amplificación e inversión de población.

    4. Métodos para producir la inversión.

    5. La cavidad láser.

    6. Tipos de láser.

    7. Aplicaciones.

Desarrollo

Tras una breve introducción donde se recalca la importancia que ha adquirido el láser en los últimos años, se comienza el tema describiendo los procesos de absorción, emisión (espontánea y estimulada) de fotones en átomos. Se comenta la necesidad de la inversión de población para obtener un número elevado de átomos excitados, y conseguir así la emisión estimulada de un número de fotones suficientemente significativo para producir el haz láser. Se describe diferentes métodos para conseguir la inversión de población, relacionándolo con los diferentes tipos de láser.

Se describe la cavidad láser, y las diferentes partes que la componen: el medio activo, el medio energizante, las ventanas de Brewster y los espejos. Se describe las características fundamentales del haz láser: coherencia temporal y espacial.

Se comenta los principales tipos de láser, y sus aplicaciones.






Láser de rubí (Maiman, 1960): Consistió en un cristal de rubíes rodeado por un tubo de destello helicoidal incluido dentro de una cavidad cilíndrica de aluminio pulida, se refrescó por el aire a presión.
MaimanLáser de rubí


La cavidad Láser:
cavidad láser

Láser de Helio-Neon: El láser de helio-neón fue el primer láser de gas que se construyó. Los centros activos de este láser son los átomos de neón, pero la excitación de éstos se realiza a través de los átomos de helio. Una mezcla típica de He-Ne para estos láseres contiene siete partes de helio por una parte de neón.
láse He-Ne


Láser de CO2 : El láser de bióxido de carbono CO2 es el ejemplo más importante de los láseres moleculares. El medio activo en este láser es una mezcla de bióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y helio (He), aunque las transiciones láser se llevan a cabo en los niveles energéticos del CO2.
Láser CO2

Láser de semiconductores: Los láseres de semiconductores son los láseres más eficientes, baratos y pequeños que es posible obtener en la actualidad. Desde su invención en 1962 se han mantenido como líderes en muchas aplicaciones científico-tecnológicas y su continua producción masiva nos da un inicio de que esta situación se prolongará por mucho tiempo.
Láser semiconductor